隨著全球對氣候變化的關注不斷升溫，國家碳中和碳達峰政策日益實施。在能源轉型過程中，氫氣作為一種清潔能源，制取、儲存和運輸的技術困境日漸顯現。電解水制氫和甲醇重整制氫作為兩種常見的制氫方法，受到業內外廣泛關注。本文將對這兩種制氫方法進行對比，探討它們的優缺點和適用場景，以期為能源轉型提供參考。
電解水制氫
電解水制氫是利用電能將水（H2O）分解成氫氣（H2）和氧氣（O2）的過程。該方法具有以下優點：
1.清潔環保：電解水制氫過程中不涉及任何燃燒反應，不產生有害氣體排放。
2.高純度氫氣：電解水制氫可以獲得高純度的氫氣，純度高，稍作提純即可直接用于燃料電池等應用。
3.可再生能源利用：電解水制氫可以與可再生能源（如太陽能和風能）相結合，通過將可再生能源轉化為氫氣進行儲存和利用，實現能源的可持續利用。
然而，電解水制氫也存在一些挑戰：
1.高耗能：電解水制氫需要消耗大量的電能，高電能的需求使此類制氫方式在使用化石燃料發電的地區不具備經濟性，同時也存在高排放的問題。
2.儲運氫問題：氫氣的儲存和運輸相對困難，其中涉及高壓儲氫或液化儲氫等技術，增加了系統復雜性和成本。
3.高成本：當前電解水制氫技術的成本相對較高，主要源于電解設備和度電成本。
甲醇重整制氫
甲醇重整制氫是將甲醇（CH3OH）經過催化劑的作用，以高溫下進行化學反應，產生氫氣的過程。該方法具有以下特點：
1. 儲運便捷：相比于氣體狀態的氫氣，液態的甲醇更易于儲存和運輸，減少了儲運氫氣帶來的成本以及安全問題。
2.利舊加油網絡設施：儲運以及加注甲醇可以利用現有的液體燃料基礎設施，無需新建加氫站，可以有效降低能源轉型所需的基礎設施投入。
3.原料來源廣、價格低廉：甲醇作為一種擁有多元化制取方式的燃料，可通過生物質合成或化石能源等方式獲取，來源廣泛，屬于國內存量最多的燃料之一。
然而，甲醇重整制氫也面臨以下挑戰：
a) 碳排放問題：甲醇的生產過程若涉及化石燃料的使用，則具有一定的碳排放量，但可通過應用可再生資源制得的綠醇實現碳排放閉環。
b) 氫氣純度較低：甲醇重整制氫所產生的氫氣中可能含有一定的雜質，需要經過后續處理才能得到高純度的氫氣。但可通過搭載鈀膜提純裝置實現高純氫氣在線輸出。
目前已有液態陽光甲醇生產技術來應對甲醇應用的碳排困境。液態陽光是指將太陽能/風能制氫所獲得的氫氣，與捕集的二氧化碳結合生成甲醇。應用此途徑生成的甲醇能夠以液態的形式儲存氫氣，方便運輸，安全高效，也能夠實現碳排放閉環，從而達到碳中和的目標。
針對甲醇重整制氫的過程中產生的雜質，市面上已有一些常見的提純技術將氫氣提純：
壓力摩爾吸附（Pressure Swing Adsorption，簡稱PSA）：PSA是一種基于吸附劑將雜質氣體分離的方法。在PSA過程中，氫氣通過吸附劑床層時，吸附劑選擇性地吸附其他氣體成分，如甲烷、一氧化碳等，從而實現氫氣的提純。
膜分離（Membrane Separation）：膜分離是利用特定的半透性膜將氣體按照分子大小或溶解度分離的過程。在氫氣的提純過程中，選擇適當的膜材料和操作條件，可以將雜質氣體從氫氣中分離出來。
常溫吸附（Temperature Swing Adsorption，簡稱TSA）：TSA利用吸附劑對不同成分氣體在常溫下的吸附選擇性來實現分離。通過調節不同氣體在吸附劑上的吸附速率和親和力，可以將雜質氣體從氫氣中分離出來。
通常甲醇制氫是以大化工的形式制取氫氣，通過化工重整催化制氫后進入PSA變壓吸附系統進行提純，具有一定的區域局限性，制取的氫氣同樣需要通過高壓或液化的形式進行儲存及運輸，儲運端的成本問題仍無法解決。
廣東能創科技自主研發的甲醇在線制氫系統可以有效地解決大化工甲醇制氫中氫氣的儲運問題。甲醇在線制氫系統是將甲醇重整模塊和鈀膜提純模塊整合，以小設備替代大化工，結構強度高，可以在需要移動或可用占地面積小的項目中實現甲醇在線制氫，即產即用。其中，公司研發的鈀膜提純技術可以在小體積的情況下，有效地將含有雜質的氫氣提純至燃料電池用氫標準純度。以目前甲醇期貨價2200-2500元計算，每公斤制氫成本僅在16-18元。同時，甲醇也是氫氣的液態最優載體，通過甲醇在線制氫的方式，能夠大幅降低氫氣在儲運端的成本，從而降低終端用戶的用氫成本。
綜上所述，電解水制氫和甲醇重整制氫都是有潛力的制氫方法。電解水制氫具有清潔環保、高純度氫氣和可再生能源利用等優點，適用于可再生能源豐富且電力供應穩定的地區。甲醇重整制氫具有儲運便捷、基礎設施利用和適用范圍廣等優勢，適合在現有液體燃料基礎設施較為發達的地區推廣應用。在實際應用中，需根據地區可再生能源資源、能源需求和碳減排目標等因素及應用場景進行綜合考量，選取最合適的制氫方法，以推動能源的轉型，實現碳中和的目標。